為什麼遠距離輸電會在升高的電壓下發生

今天，電能遠距離傳輸總是在增加的電壓下進行，其測量值達到數十和數百千伏。在世界各地，各種類型的發電廠產生千兆瓦的電力。這種電力通過我們在高速公路和鐵路上看到的電線分佈在城市和鄉村，它們總是固定在帶有長絕緣體的高桿上。但是為什麼傳輸總是高壓呢？我們稍後再談。

想像一下必須通過至少 1000 瓦的電線在 10 公里的距離內傳輸電能 以交流電的形式 以最小的功率損耗，強大的千瓦泛光燈。你會怎樣做？顯然，電壓必須以一種或另一種方式轉換、降低或升高。 使用變壓器.

假設電源（小型汽油發電機）產生 220 伏的電壓，而您可以使用一根兩芯銅纜，每根銅芯的橫截面為 35 平方毫米。對於 10 公里，這樣的電纜將提供大約 10 歐姆的有效電阻。

1 kW 負載的電阻約為 50 歐姆。如果傳輸電壓保持在 220 伏怎麼辦？這意味著六分之一的電壓將（下降）在傳輸線上，大約為 36 伏。因此，沿途損失了大約 130 W——他們只是對傳輸線進行了預熱。泛光燈上的電壓不是 220 伏，而是 183 伏。傳輸效率竟然是 87%，這仍然忽略了傳輸線的感應電阻。

事實上，傳輸線中的有源損耗總是與電流的平方成正比（參見 歐姆定律).因此，如果相同功率的傳輸是在更高的電壓下進行的，那麼導線上的電壓降就不會是這樣一個不利因素。

現在讓我們假設一種不同的情況。我們有相同的 220 伏汽油發電機，相同的 10 公里有效電阻為 10 歐姆的電線和相同的 1 kW 泛光燈，但除此之外還有兩個千瓦變壓器，第一個放大 220 -22000伏特。位於發電機附近並通過低壓線圈連接到發電機，並通過高壓線圈連接到傳輸線。而第二個變壓器，距離10公里，是一個22000-220伏的降壓變壓器，連接到投光燈的低壓線圈，高壓線圈由輸電線饋電。

所以，如果負載功率為 1000 瓦，電壓為 22000 伏，則傳輸線中的電流（此處可以不考慮無功分量）僅為 45 毫安，這意味著 36 伏不會落在它（因為它沒有變壓器），但只有 0.45 伏！損耗將不再是 130 W，而只有 20 mW。這種傳輸在增加電壓下的效率將為 99.99%。這就是浪湧更有效的原因。

在我們的例子中，這種情況被粗略地考慮了，為這樣一個簡單的家庭目的使用昂貴的變壓器肯定是一個不合適的解決方案。但在國家乃至地區的尺度上，數百公里的距離和巨大的輸電功率，可能損失的電力成本比所有變壓器的成本還要高出千倍。這就是為什麼在遠距離傳輸電力時，總是會施加以數百千伏為單位的增加電壓，以減少傳輸過程中的功率損耗。

用電量的持續增長、電廠產能集中、自由區減少、環保要求趨嚴、通貨膨脹和地價上漲等諸多因素，強力主宰了增幅在輸電線路的傳輸能力方面。

各種電源線的設計回顧如下： 不同電壓不同電源線的裝置

能源系統的互連、發電廠和整個系統容量的增加伴隨著電力線傳輸的距離和能量流量的增加。沒有強大的高壓電力線，就不可能從現代大型發電廠提供能源。

統一能源系統 允許確保將儲備電力轉移到需要它的區域，與維修工作或緊急情況有關，由於皮帶的變化，可以將多餘的電力從西向東轉移，反之亦然及時。

得益於遠距離傳輸，建造超級大國的發電廠並充分利用其能源成為可能。

在 500 kV 電壓下，在給定距離上傳輸 1 kW 電力的投資比 220 kV 電壓低 3.5 倍，比 330 - 400 kV 電壓低 30 - 40%。

在 500 kV 電壓下傳輸 1 kW • h 能量的成本比 220 kV 電壓低兩倍，比 330 或 400 kV 電壓低 33 - 40%。 500kV電壓技術能力（自然功率、輸電距離）比330kV高2—2.5倍，比400kV高1.5倍。

220kV線路可傳輸200—250km的功率200—250MW，330kV線路—500km距離可傳輸400—500MW的功率，400kV線路—600mW的功率— 距離最遠 900 公里的 700 兆瓦。 500 kV 的電壓通過一個電路提供 750 — 1000 MW 的電力傳輸，距離可達 1000 — 1200 公里。